[討論] 稀土元素在汽車領域的應用

[Scape (缺鈣缺很大)]

稀土元素(Rare-earth element)

稀土金屬，或稱稀土元素，是元素週期表上第Ⅲ族之鈧、釔和鑭系元素共17種
金屬化學元素的合稱，皆屬於副族元素。鈧和釔因為經常與鑭系元素在礦床中
共生，且具有相似的化學性質，故被認為是稀土元素的一員。

與其名稱暗示的不同，稀土元素在地殼中的豐度相當高，其中鈰在地殼元素豐
度排名第25，占0.0068%（與銅接近），是含量最高的稀土元素。

雖然稀土元素並不稀有，但其傾向於兩兩或多種一起生成合金，而難以將稀土
元素彼此單獨分離，此外稀土元素在地殼中的分布相當分散，很少有稀土元素
集中到容許商業開採的礦床，因此被稱為「稀土」元素。

另外稀土元素中含量最少的是鎦，但在地殼中的含量比金甚至還要高出200倍。
https://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_element
http://scimonth.blogspot.com/2011/04/blog-post_1131.html


而在汽車領域的應用，部分稀土元素例如釹會用在馬達的磁鐵上，以及車內各
種元件等有可能使用到各類稀土元素，像是氧化鈰也常被做為汽車玻璃拋光之
用，鄉民有的甚至也會拿來除油膜、氧化鑭做為玻璃添加劑製造螢幕、相機鏡
頭，還有汽車音響等，甚至內裝用到的皮革、布料等其生產過程也都會使用到
稀土。

不過大多數產品的稀土使用量極少，使用量最多的還是石油裂解時做為催化劑
使用、以及製作現代燃油車必備的觸媒轉化器。在中油官網上對稀土的介紹中
說到：
        "稀土的用途中在美國產業界使用最多是排氣催化控制及石油化學
        催化劑、稀土磁鐵，另有綠色科技及國防科技等。"
        https://www.cpc.com.tw/cp.aspx?n=248


而觸媒轉化器使用的原料除了貴金屬之外，主要是以氧化鈰、氧化鐠和氧化鑭
的混合物為主，其中氧化鈰是關鍵成份。由於氧化鈰的氧化還原特性，可以有
效地控制排放廢氣的成分。另外將稀土氧化物（Ceo2、Y2O3）加入催化劑中，
能提高催化劑的抗鉛、硫中毒性能、耐高溫穩定性。這些稀土元素還能降低貴
金屬的使用量並且提高觸媒轉化器的效能。

http://bit.ly/2w4FHeH
https://phys.org/news/2017-12-catalyst-exhaust-modern.html


而在未來的應用上，馬達自然不必說，永磁馬達內的磁鐵會用到銣金屬；鈰除
了用在拋光粉、催化劑外，還會用在儲氫材料、燃料電池原料上，是未來氫燃
料電池電動車不可或缺的。

https://bloom.bg/2T2n4AY


而目前電動車常用的鋰離子電池以Tesla 為例，Tesla 採用的是NCA 電池，其
正極材料組成為鎳、鈷、鋁，其中最貴最稀少也是爭議最多的材料為鈷，因為
鈷的來源大約有三分之二都來自於剛果共和國，而剛果因為時常雇用大量童工
而在國際社會上引起關注，而Tesla 電池大致上可分為三個時期：

   Stage 1 (2009 - 2012)
   這時期用的是18650電池，使用在Tesla Roadster 與初代Model S 上
   每輛車約需要11公斤的鈷

   Stage 2 (2016 - 2018)
   這時期用的同樣是18650電池，用在Model S 二代車型與Model X 上
   但每輛車所需的鈷降至7公斤

   Stage 3 (2018 - )
   這時期的電池外型變了，2170電池目前只用在Model 3 上
   並且每車所使用的鈷降至4.5公斤

   https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1533746808.A.E89.html

可以看到鈷的用量是逐年遞減，未來甚至可能完全不使用鈷(這要等到四月份
Tesla 舉辦的電池日會議上才會明朗)，而且製造電池並無直接使用大量的稀土
元素當成原料。(註：鈷並非稀土元素)


稀土元素在現代工業中是扮演著維生素的角色，幾乎各行各業都離不開稀土，
做為現代工業產物的電動車雖然也離不開稀土，但是要說電動車是不用石油而
用量更少的稀土元素去製造高污染電池那是大錯特錯：

https://i.imgur.com/3xvXphF.png
https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582628770.A.98E.html

首先，電池製造並不直接使用大量稀土，其次，稀土並不稀有。甚至在稀土的
使用量上，由於製造石油以及廢氣淨化都需要使用到稀土，燃油車生命週期內
原本就已經用了非常多的稀土元素，想借由稀土使用來做為抨擊電動車的藉口
只能說是對於現代工業以及稀土元素的不了解、相關知識匱乏所導致的。



PS:
希望未來的ElectroWheel 板板主whizz 能多補充些相關知識，若是對於電動車
有這般錯誤認知而若未來又發文誤導他人那可就是害人又害己了。

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Falcon Heavy & Starman
https://youtu.be/A0FZIwabctw

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.224.210.62 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582751197.A.286.html
※ 編輯: Scape (36.224.210.62 臺灣), 02/27/2020 06:07:07
推 burnmysoul: 好文，感謝整理
推 egduj: 推整理文
推 ADDSS: 讚，希望能多點這種文章。
推 VTX: 讚
推 Arashi0731: 海底的爛泥也含有不少稀土，實際上一點也不稀有，是因
→ Arashi0731: 為開採很傷環境，所以大部分都是中國在出口，他們沒在
→ Arashi0731: 怕破壞環境。
推 k078787878: 推
推 showingstar: 推
推 PPTer: 原來如此
推 highca0709: 哈哈 w真的丟臉
推 lanslod: 推
推 andy8950: 有些人很勤奮的找資料，有些人只會一直動動嘴酸人，高下
→ andy8950: 立判
推 petitebabe: 長知識了!
→ zzahoward: 稀土大多是用在觸媒上面吧..我以為這是嘗試
→ zzahoward: 以前當豪邁仔的時候就知道了
→ zzahoward: 常識*
推 arcross: 電車內戰 教主戰板主 教主1分
→ alcard22: 機車觸媒裡面就有在用了…整支排氣管最貴的部分
噓 whizz: 欸～～～ 好了辣
噓 whizz: 電車教主加油啦 這種表面資料就別po了
→ whizz: 只信自己想信的 這樣好嗎？
推 ccc101419: 樓上，你可以發一篇反駁啊？這樣耍嘴皮子感覺好像沒有
→ ccc101419: 贏哦…
推 zzahoward: 可憐那 馬上被教主打爆 笑死
噓 whizz: 啊 咱不就po能源部資料了 電車教主鬼打牆內
推 zzahoward: 結果燃油車稀土沒用比較少啊
推 ru04hj4: 觸媒是貴金屬吧 Pt Pd Rh 之類的
→ ru04hj4: 汽機車觸媒
推 saitou68201: 不要耍嘴皮，好好討論看來是一件很不容易的事情
噓 dreaminc: 滾去電車好嗎 還是要幫你開個特斯拉版你才開心
推 Aquatics: 高下立判
推 ppboy: 期待whizz也發一篇文來反駁，有辯論才有真相，等你唷
→ MXIC: Google的好，整理的也行，但中間夾一個噓別人的對你一點幫助
→ MXIC: 也沒有，僅表現出你也半斤八兩，這次台特到港了這麼多台，請
→ MXIC: 問你的是哪一台？
推 Gusteau: 高下立判 可憐哪
推 glassspirit: 無法發文反駁，只剩一張嘴皮酸，高下立判
→ vespar: 某w純粹只想把電車從car版趕出去吧 真可憐
噓 trickart: 只想看車主發文 model 3不至於買不起吧…
喔？現在發個跟汽車整體產業相關的文也要先證明有Tesla 才行喔？

那豈不是在車板說話人人都要先證明有一台了？

你有沒有？我想一定有對吧，所以你才會在這推文
※ 編輯: Scape (36.224.210.62 臺灣), 02/27/2020 10:21:31
推 ru04hj4: 所以電池沒有稀土 還好我浪費時間去查
推 hanchueh: 就有些人以為只要是金字旁平常用不到的字就是稀土